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基于FPGA的信息安全系统设计

时间:09-08 来源:3721RD 点击:

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4 RAM工作方式的选择

"乒乓操作"(pingpong operation)是一个常常应用于数据流控制的处理技巧,典型的乒乓操作方法如图1所示。

乒乓操作的处理流程为:输入数据流通过"输入数据流选择单元"将数据流等时分配到两个数据缓冲区,数据缓冲模块可以为任何存储模块,比较常用的存储单元为双口RAM(DPRAM)、单口RAM(SPRAM)、FIFO等。我们选择单口ram就可以实现其功能。

在第1个缓冲周期:将输入的数据流缓存到"数据缓冲模块1";在第2个缓冲周期:通过"输入数据选择单元"的切换,将输入的数据流缓存到"数据缓冲模块2",同时将"数据缓冲模块1"缓存的第1个周期数据通过"输出数据选择单元"的选择,送到"数据流运算处理模块"进行运算处理;

在第3个缓冲周期:通过"输入数据选择单元"的再次切换,将输入的数据流缓存到"数据缓冲模块1",同时将"数据缓冲模块2"缓存的第2个周期的数据通过"输出数据选择单元"切换,送到"数据流运算处理模块"进行运算处理。如此循环。

乒乓操作的最大特点是通过"输入数据选择单元"和"输出数据选择单元"按节拍、相互配合的切换,将经过缓冲的数据流没有停顿地送到"数据流运算处理模块"进行运算与处理。把乒乓操作模块当做一个整体,站在这个模块的两端看数据,输入数据流和输出数据流都是连续不断的,没有任何停顿,因此非常适合对数据流进行流水线式处理。所以乒乓操作常常应用于流水线式算法,完成数据的无缝缓冲与处理。

乒乓操作的第二个优点是可以节约缓冲区空间。比如在WCDMA基带应用中,1个帧是由15个时隙组成的,有时需要将1整帧的数据延时一个时隙后处理,比较直接的办法是将这帧数据缓存起来,然后延时1个时隙进行处理。这时缓冲区的长度是1整帧数据长,假设数据速率是3.84Mbps,1帧长10ms,则此时需要缓冲区长度是38400位。如果采用乒乓操作,只需定义两个能缓冲1个时隙数据的RAM(单口RAM即可)。当向一块RAM写数据的时候,从另一块RAM读数据,然后送到处理单元处理,此时每块RAM的容量仅需2560(=38400/15)位即可,2块RAM加起来也只有5120位的容量。

另外,巧妙运用乒乓操作还可以达到用低速模块处理高速数据流的效果。这里我们选择乒乓操作方式来工作。

2)加密模块中存在一些问题,例如:3DES的代码还不完善,补充之后在仿真是出现不定态:

3)Ram中存在的问题:直接调用Ip核可以简洁地生成我们所需要的ram,但在前仿真时Modelsim SE 总是出现错误。直接按照书上的仿真例子去试验,也仿真不出来,初步推测是软件破译的不全,有些库无法调用所造成。

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